淺談復(fù)合載體夯擴(kuò)樁施工技術(shù)

摘要：復(fù)合載體夯擴(kuò)樁是在鋼筋混凝土沉管灌注樁擴(kuò)底的基礎(chǔ)上，針對軟弱地基或松散填土地基的特點(diǎn)對擴(kuò)底進(jìn)行填料、夯實擠壓來提高樁承載能力的一種地基處理技術(shù)。本文中對復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的工作機(jī)制和施工工藝進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵字：復(fù)合載體；夯擴(kuò)樁；施工技術(shù)

1.前言

復(fù)合載體夯擴(kuò)樁是地基加固的一種新方法，是最近幾年發(fā)展起來的一種應(yīng)用較廣的新型樁基施工技術(shù)，是由北京波森特巖土工程有限公司開發(fā)并首先使用；它是由干硬性混凝土及填充料等經(jīng)過細(xì)長錘夯擴(kuò)形成的復(fù)合載體和鋼筋混凝土樁身組成，具有造價低、無污染、無噪音、承載力高、變形小的特點(diǎn)。本文中根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗詳細(xì)介紹該技術(shù)的工作原理、影響因素，并詳細(xì)介紹其施工工序。

2.復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的工作機(jī)理

2.1 工作原理

《復(fù)合載體夯擴(kuò)樁設(shè)計規(guī)程》（JGJ/T135）把復(fù)合載體夯擴(kuò)樁樁簡稱為載體樁。復(fù)合載體由四部分組成：干硬性混凝土、填充料、擠密土體、影響土體。

（1）復(fù)合載體夯擴(kuò)樁既具有混凝土樁身，同時又有復(fù)合載體，樁身將部分荷載通過側(cè)摩阻力傳遞到樁側(cè)土體，復(fù)合載體將上部荷載傳遞到樁端以下深層土體。

（2）復(fù)合載體夯擴(kuò)樁在振動沉管灌注樁的基礎(chǔ)上，采用細(xì)長錘夯擊成孔，將護(hù)筒沉到設(shè)計標(biāo)高后，細(xì)長錘擊出護(hù)筒底一定深度，分批向孔內(nèi)投入充填料和干硬性混凝土，用細(xì)長錘反復(fù)夯實、擠密，在樁端形成復(fù)合載體，最后放置鋼筋籠，灌注樁身混凝土而形成的樁。

（3）復(fù)合載體夯擴(kuò)樁由干硬性混凝土及填充料等經(jīng)細(xì)長錘夯擊而成的復(fù)合載體和鋼筋混凝土樁身成樁。該技術(shù)運(yùn)用天然土體對夯填料的約束機(jī)理和能量累計原理，夯擴(kuò)形成人造持力層。

（4）復(fù)合載體夯擴(kuò)樁由于在被加固土層內(nèi)填料并施以強(qiáng)力沖擊，使土體被擠密，樁端下4m 范圍土的壓縮模量可提高1.35 倍，承載力提高1.5 倍左右，使被加固土層成為一個硬層，并與其下的持力層形成了雙層地基，從而使單樁承受的荷載被加固土層向下擴(kuò)散，所以沉降小、承載力大幅度提高。

2.2 適用范圍

復(fù)合載體夯擴(kuò)樁適用于要求單樁豎向極限承載力不大于4000KN 的工業(yè)、民用建筑；對于舊房改造、安居工程、住宅小區(qū)中的多層建筑尤為適用；在地層土質(zhì)條件合適的條件下，單樁豎向極限承載力可達(dá)4000KN-6000KN。

目前，此樁型主要用于多層建筑和小高層建筑，也適用于市政工程、道路路基、橋梁工程以及中、小型水利工程的地基加固處理等。因此，其工程應(yīng)用范圍廣、使用前景廣闊。

3.影響復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的因素

綜合多年的實踐經(jīng)驗及理論資料，筆者認(rèn)為影響復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的主要因素有土層的特性、填充料，三擊貫入度、樁距大小、連接層等。

3.1 土層的特性

復(fù)合載體加固土層是指復(fù)合載體所在的土層。加固土層的土性直接影響到土體的擠密效果，土顆粒粒徑越大，周圍的約束力越大，土體的擠密效果也就越好。為保證土體的擠密效果，就要保證該土層有一定的埋深。

復(fù)合載體持力層是指直接承受復(fù)合載體傳遞荷載的土層。從受力上分析，復(fù)合載體持力層相當(dāng)于無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)下的地基土；復(fù)合載體夯擴(kuò)樁承載力特性主要取決于被加固上層的擠密程度和持力土層的物理力學(xué)性能。

3.2 填充料

填充料是指為了增加樁端下土體的擠密效果而填充的材料。當(dāng)以含水量高的粘性土作為加固土層時，填充料可以減少細(xì)長錘對土體的直接沖擊，有利于孔隙水壓力的消散，避免形成橡皮土，達(dá)到較好的擠密效果。為更好地擠密土層，在填充料的選擇上優(yōu)先選用塊狀，建議多利用拆房的碎紅磚、碎石和混凝土等塊狀物料；當(dāng)使用碎磚作為填充料時，含泥量不應(yīng)大于10%；碎磚、碎混凝土塊、水泥拌和物、碎石、卵石及礦渣等都可以作為填充料，對于某些地質(zhì)條件較好、擠密效果佳的土層，在施工載體樁時，可以用樁端土體作為填充料直接夯實。

3.3 三擊貫入度

三擊貫入度是指填充料被夯實后，當(dāng)不再填料后連續(xù)夯擊三次時錘的下沉量。其中前一次貫入度大于后一次貫入度，或與后一次的貫入度持平，并且上三次總貫入度應(yīng)小于設(shè)計值。實踐表明，三擊貫入度能可靠地反映該土層密度的變化，可以直接反饋載體夯擴(kuò)的質(zhì)量與被加固土層土性和三擊貫入度的關(guān)系?？刂迫龘糌炄攵纫⒁猓?/p>

（1）測試的基準(zhǔn)設(shè)置的準(zhǔn)確可靠。

（2）當(dāng)施工采用非標(biāo)準(zhǔn)錘進(jìn)行夯擊或非標(biāo)準(zhǔn)落距進(jìn)行測量時，設(shè)計時人的取值要適當(dāng)調(diào)整，或者根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ虒嵺`經(jīng)驗確定。

3.4 樁間距

合適的樁間距是指既能滿足設(shè)計荷載要求，又不至于影響到臨近施工完畢的復(fù)合載體受力，且造價最經(jīng)濟(jì)的樁間距。樁間距不宜小于1.6-2.0m。持力層為粉土或砂土?xí)r應(yīng)取較小值，含水量較高的粘性土應(yīng)取較大值。樁間距若過小，夯擴(kuò)體形成過程中產(chǎn)生的側(cè)向擠土壓力可能導(dǎo)致鄰樁夯擴(kuò)體偏移，若樁長較短且土層抗剪強(qiáng)度較低，則夯擴(kuò)效應(yīng)可能導(dǎo)致土體剪切滑裂面的形成，從而使地面隆起，鄰樁樁身上浮。造成斷樁或樁身與干硬性混凝土體脫離等事故。

4.復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的施工

4.1 施工設(shè)備

復(fù)合載體夯擴(kuò)樁的施工設(shè)備一般為液壓步履式夯擴(kuò)樁機(jī)。該機(jī)的主要設(shè)備如下：

（1）由中空豎桿及支承斜桿等組成的樁架。

（2）50KN 快放式主卷揚(yáng)機(jī)，用于提升及快放重錘。

（3）40kN 副卷揚(yáng)機(jī)，用于反壓和提升護(hù)筒。

（4）護(hù)筒，其上設(shè)投料孔、觀察孔、護(hù)筒扶正裝置及護(hù)筒提升器等。

（5）細(xì)長重錘，錘體通過鋼絲繩與快放式卷揚(yáng)機(jī)相連。

4.2 施工工序

（1）樁機(jī)就位。打樁機(jī)就位時需要保持平穩(wěn)，對樁點(diǎn)時用預(yù)先做好的鋼筋圈放在樁點(diǎn)上，護(hù)筒對準(zhǔn)鋼筋圈后，下護(hù)筒，用水平尺來確定護(hù)筒垂直度，然后將護(hù)筒放置地表，為準(zhǔn)確控制鉆孔深度，應(yīng)在機(jī)架上做出控制標(biāo)高。

（2）錘擊成孔。先用細(xì)長錘低落距輕夯地面，使護(hù)筒準(zhǔn)確位于樁位，然后再提高細(xì)長錘夯擊成孔，在夯擊過程中若發(fā)現(xiàn)護(hù)管下沉過程中有阻力沉不下去時，應(yīng)將細(xì)長錘及護(hù)筒提出樁孔，往樁孔里澆幾桶水后再將護(hù)筒沉下孔內(nèi)，繼續(xù)夯擴(kuò)成孔。

（3）沉護(hù)筒至設(shè)計標(biāo)高。錘擊成孔時，護(hù)筒下沉，當(dāng)接近樁底標(biāo)高時，控制重錘落距，準(zhǔn)確將護(hù)筒沉至設(shè)計標(biāo)高。

（4）填料夯擊。護(hù)筒沉至設(shè)計標(biāo)高后，提升重錘高出填料口，根據(jù)地質(zhì)情況進(jìn)行填料，填料下降持平，相應(yīng)填料也分多、中、少，在投填充料時應(yīng)控制每次填料量和累計填充料量。

（5）測三擊貫入度。承載體形成密實狀態(tài)后，重錘作自由落體運(yùn)動，嚴(yán)禁帶剎車和離合。測三擊貫入度時，每擊貫入度應(yīng)比前擊貫入度小或相等，應(yīng)小于15cm，同時控制夯擊后地面隆起高度不大于5cm，且鄰樁受新成樁的影響位移不大于2cm。

（6）夯填干硬性混凝土。三擊貫入度滿足設(shè)計要求后，填干硬性混凝土30-50cm，繼續(xù)夯擊至錘底出護(hù)筒1-2cm，然后用錘繩上預(yù)先做好的標(biāo)志與架體控制線來測量是否達(dá)到鋼筋籠的標(biāo)高。

（7）鋼筋籠的安放。夯擴(kuò)體施工結(jié)束后，應(yīng)立即安放鋼筋籠并灌注樁身混凝土，放置鋼筋籠及灌注樁之前應(yīng)檢查管內(nèi)有無進(jìn)泥進(jìn)水；鋼筋籠制作及安放，應(yīng)量好吊筋長度把鋼筋籠吊置在高懸的柱錘上后下落。

（8）樁身混凝土灌注：樁身混凝土坍落度8-12cm，粗骨料選用碎石，其最大粒徑應(yīng)小于4cm，并不得大于鋼筋最小凈距的三分之一，混凝土采用一次澆筑，分段振搗，然后慢慢拔管。

5.總結(jié)

復(fù)合載體夯擴(kuò)樁是一種新樁型和施工工藝，經(jīng)過實踐驗證，其技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢明顯，與同類樁相比，具有較高的豎向和水平承載力，并具有施工速度快，成樁均勻，利于環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，掌握和了解復(fù)合載體夯擴(kuò)樁在不同土性中的施工要點(diǎn)，對保證樁的施工質(zhì)量有著至關(guān)重要的意義。

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